1.第2节 第1课时 建构种群增长模型的方法及种群数量的增长-(配套教参)【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修第二册(人教版)
2026-01-14
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 高中生物学人教版选择性必修2 生物与环境 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第2节 种群数量的变化 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1019 KB |
| 发布时间 | 2026-01-14 |
| 更新时间 | 2026-01-14 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 学霸笔记·高中同步精讲 |
| 审核时间 | 2026-01-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55899877.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦种群增长模型建构及数量变化核心知识点,先系统梳理数学模型的建构目的、概念与步骤,再通过细菌繁殖实例对比公式与曲线两种模型形式,进而分析“J”形(理想条件、指数增长)和“S”形(资源有限、K值稳定)增长规律,形成完整知识支架。
通过“问题探讨—模型建构—案例分析—变式训练”设计,以环颈雉引入、大草履虫培养等探究活动培养科学思维与探究实践,结合大熊猫保护、鼠害控制实例渗透生态观,课中助力教师高效授课,课后便于学生回顾强化,弥补知识盲点。
内容正文:
第1课时 建构种群增长模型的方法及种群数量的增长
学习目标
1.通过研究细菌的种群增长,尝试建立数学模型和解释种群的数量变化。
2.通过分析种群的“J”形和“S”形增长数量变化的规律,强化模型构建及模型解读。
知识点一 建构种群增长模型的方法
1.建构数学模型的目的:描述、解释和 预测 种群数量的变化。
2.数学模型的概念:用来描述一个系统或它的 性质 的数学形式。
3.建构方法和实例
(教材P8正文及“旁栏思考”)数学公式和曲线图是数学模型的两种常见表现形式,比较二者的优点和局限性。
提示:曲线图直观但不够精确,数学公式精确但不直观。
(1)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学公式。 (×)
提示:数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
(2)建立种群增长的数学模型一般需要设置对照实验。 (×)
提示:建立种群增长的数学模型时,研究的是种群数量随时间推移的变化,在时间上形成前后对照,不需要额外设置对照实验。
(3)建构相应的模型后需通过实验或观察等进行检验或修正。 (√)
探究|以某种细菌为例建立数学模型
细菌的繁殖速率很快。假定在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细菌每20 min就繁殖一代,如图所示。
(1)填写下表:计算一个细菌在不同时间(单位为min)产生后代的数量。
时间(min)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
代数
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
数量(个)
20
2
4
8
16
32
64
128
256
512
(2)第n代细菌数量的计算公式是什么?
提示:设细菌初始数量为N0,第一次分裂产生的细菌数为第一代,数量为N0×2,第n代的细菌数量为Nn=N0×2n。
(3)72 h后,由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少?
提示:2216个。
(4)在一个培养瓶中,细菌的数量会一直按照这个公式描述的趋势增长吗?分析其原因。
提示:不会。因为培养瓶中的营养物质和空间都是有限的。
1.(教材P7“建立数学模型”变式)数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。建立数学模型一般包括以下步骤。下列排序正确的是( )
①根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达 ②观察研究对象,提出问题 ③通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正 ④提出合理的假设
A.②④①③ B.②③④①
C.④②①③ D.①②③④
解析:A 建立数学模型的步骤一般包括:②观察研究对象,提出问题;④提出合理的假设;①根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达;③通过进一步实验或观察等,对模型进行检验或修正,A正确。
2.(教材P7“问题探讨”改编)在营养和生存空间等没有限制的理想条件下,某细菌每20 min就分裂繁殖一代。现将该细菌种群(t个个体)接种到培养基上(资源、空间无限),m小时后,理论上该种群的个体总数是( )
A.t·2m B.t·220
C.t·22m D.t·23m
解析:D 在营养和生存空间等没有限制的理想条件下,m小时细菌繁殖代数为3m,则种群的数量为t·23m,故选D。
知识点二 种群的“J”形增长和“S”形增长
1.种群的“J”形增长
(1)含义:在 理想 条件下种群增长的形式,如果以 时间 为横坐标, 种群数量 为纵坐标画出曲线来表示,曲线则大致呈“J”形。(如图)
(2)数学模型
①模型假设
a.条件: 食物和空间 条件充裕、气候适宜、没有 天敌和竞争物种 等。
b.数量变化:种群的数量每年以 一定的倍数 增长,第二年的数量是第一年的 λ 倍。
②建立模型:t年后种群数量表达式为Nt= N0λt 。
③各参数的含义
2.种群的“S”形增长
(1)含义:种群经过一定时间的增长后,数量趋于 稳定 ,增长曲线呈“S”形。(如图)
(2)产生的原因: 资源和空间 是有限的,种群密度 增大 时,种内竞争加剧,出生率 降低 ,死亡率升高,当死亡率升高至与出生率 相等 时,种群的增长就会停止,有时会稳定在一定的水平。可见, 种内竞争 对种群数量起调节作用。
(3)环境容纳量: 一定 的环境条件所能维持的种群 最大 数量,又称K值。
【微思考】 生活在同一个池塘中的鲤鱼和鲢鱼的环境容纳量 不相同 (填“相同”或“不相同”),原因是 不同种群适宜生活的环境不同,K值不同 。
(4)应用
①野生大熊猫数量锐减的原因: 栖息地 遭到破坏,食物减少和活动范围缩小,K值变小。
②应对措施:建立 自然保护区 ,改善栖息环境,提高环境容纳量。
(教材P10“思考·讨论”)鼠害导致作物减产,蚊、蝇会传播疾病。从环境容纳量的角度思考,对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么措施?
提示:可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储存在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取地面硬化,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌等。
(1)在理想条件下,影响种群数量增长的主要因素是环境容纳量。 (×)
提示:在理想条件下,种群数量呈“J”形增长,不存在环境容纳量(K值)。
(2)“J”形增长是发生在自然界中最为普遍的种群增长模式。 (×)
提示:在自然界中,由于资源和空间是有限的,种群的增长曲线一般呈现“S”形。
(3)环境容纳量即为种群数量最大值。 (×)
提示:环境容纳量是一定环境条件下所能维持的种群数量最大值。
探究一|种群的“J”形增长
1.在20世纪30年代,人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。在1937—1942年期间,这个种群数量的增长如图所示。
(1)如果以时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲线,则曲线大致呈 “J”形 增长。
(2)种群在哪些情况下会呈现“J”形增长?
提示:实验室条件(理想条件)下;当一个种群刚迁入一个新的适宜环境中最初的一段时间内(接近“J”形增长)。
(3)“J”形增长曲线的增长特点是什么?
提示:种群数量每年以一定的倍数增长,无限增长。
(4)种群数量变化符合数学公式:Nt=N0λt时,种群增长曲线一定是“J”形吗?并说明理由。
提示:不一定。当λ<1时,种群数量减少;当λ=1时,种群数量相对稳定;只有当λ>1时,种群数量增多,曲线呈“J”形。
探究二|种群的“S”形增长
2.生态学家高斯曾经做过一个实验,在0.5 mL培养液中放入5个大草履虫,然后每隔24 h 统计一次大草履虫的数量,经过反复实验,得出了如图所示的结果。从图中可以看出,大草履虫的数量在第二天和第三天增长较快,第五天以后基本维持在375个左右。
(1)种群经过一定时间的增长后,数量趋于稳定的增长曲线,称为 “S”形 曲线。
(2)用文字和箭头写出“S”形增长曲线形成的原因。
提示:资源和空间有限→种群密度增大,种内竞争加剧→出生率降低,死亡率升高→死亡率与出生率相等时,种群数量稳定在一定的水平。
(3)“S”形增长曲线的增长特点有哪些?
提示:种群数量增长先由慢变快,再由快变慢,K/2值时增长速率最大,最后不再增长,种群数量达到一定值,即K值。
探究三|K值的模型的解读
3.下面是建立的一个K值模型,据此思考:
(1)K值就是指种群数量的最大值吗?说明理由。
提示:K值并不是种群数量的最大值。K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能容纳的最大值;种群所达到的最大值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境会遭到破坏。
(2)K值是一成不变的吗?为什么?
提示:K值不是一成不变的。K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
(3)在环境不遭受破坏的情况下,K值一定是恒定不变的吗?
提示:在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过调节使种群数量回到K值。
“J”形曲线和“S”形曲线的比较
项目
“J”形曲线
“S”形曲线
曲线
模型
产生
条件
①食物、空间条件充裕;②气候适宜;③没有敌害、疾病
①食物、空间有限;②各种生态因素综合作用
项目
“J”形曲线
“S”形曲线
特点
种群数量以一定的倍数连续增长
种群数量达到环境容纳量K值后,将在K值上下保持相对稳定
K值
无K值
有K值
二者
联系
两种增长曲线不同的主要原因是环境阻力大小不同,对种群增长的影响不同
1.(教材P8~9正文改编)如图所示为某种群的数量变化曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.图示曲线表明每年增加的个体数量始终不变
B.该种群数量增长的数学模型为:Nt=N0λt-1
C.该种群的K值随种群个体数量的增多而逐渐增大
D.该种群可能处于食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌等条件下
解析:D “J”形曲线中,增长倍数不变,但由于每年种群基数不同,故每年增加的个体数量也不同,A错误;该种群可能处于理想状态下,即食物和空间条件充裕、气候适宜、无天敌等,种群数量呈现指数增长的趋势,可表示为:Nt=N0λt,B错误,D正确;“J”形增长曲线中每年与上一年相比,以恒定的倍数在增长,因此每年增加的个体逐渐增多,不存在K值,C错误。
2.(教材P9正文改编)如图表示将绵羊引入某个岛屿后的数量变化情况,下列叙述正确的是( )
A.绵羊种群数量增长到一定程度,就保持恒定不变
B.第25年时绵羊的出生率最大,种群增长速率也最快
C.50年后该绵羊种群数量在K值附近波动是由出生率和死亡率变动所致
D.绵羊数量达到K值时,种群的年龄结构为衰退型
解析:C 绵羊种群的数量增长到一定程度,由于种群数量会受到多种因素的影响,种群数量会在某一范围内波动,即保持相对稳定,而不是恒定不变,A错误;绵羊数量达到K/2,即图中的第25年时,绵羊的增长速率最快,但出生率并不一定是最大的,B错误;50年后该绵羊种群数量达到K值,且在K值附近波动是由出生率和死亡率变动所致,因为出生率和死亡率是决定种群数量变化的主要因素,C正确;绵羊数量达到K值时,数量保持相对稳定,种群的年龄结构为稳定型,D错误。
课堂小结
1.(教材P8正文变式)下列关于种群数量变化的数学模型的说法,错误的是( )
A.模型可以是数学公式
B.模型可以是增长曲线
C.曲线更能直接反映种群增长趋势
D.相比于数学公式,曲线更精确
解析:D 数学公式准确地表达了自变量和因变量的关系,而曲线图是根据某些点描绘出来的,只能反映一些自变量对应的因变量的准确值,对于其他值只能大致估计,所以曲线图的模型相比于数学公式不够精确,D错误。
2.(教材P8“思考·讨论图示”变式)20世纪30年代环颈雉被引入美国的一个岛屿后,初期其种群数量的增长如图中实线所示。下列相关叙述正确的是( )
A.可用样方法调查环颈雉的种群密度
B.图中5年内环颈雉种群数量增长曲线出现弯折是绘制失误造成的
C.环颈雉种群数量的增长曲线近似“J”形(Nt=N0λt),其中λ>1
D.环颈雉的种群增长率曲线也为“J”形
解析:C 环颈雉属于活动能力强、活动范围大的动物,调查其种群密度可采用标记重捕法,A错误;由于环境条件的影响(环颈雉的越冬死亡降低了每年春季所观察到的种群数量),环颈雉种群数量增长曲线出现弯折,B错误;由题图实虚线分析可知,环颈雉种群数量的增长曲线近似“J”形(Nt=N0λt),种群数量上升,说明λ>1,C正确;环颈雉的增长曲线近似“J”形,故其增长率大致不变,D错误。
3.关于如图所示的种群数量增长曲线的叙述,正确的是( )
A.AC段种群增长率不断升高、CE段种群增长率不断降低
B.种群增长过程中出现环境阻力是在D点之后
C.当种群数量达到E点对应的值后,种群数量增长速率为0
D.图中C点增长速率最大,不同时期种群的增长速率一定不同
解析:C 种群数量呈“S”形增长时,种群增长率逐渐下降,A错误;种群数量呈“S”形增长时,环境阻力一直存在,即A点就已存在环境阻力,B错误;当种群数量达到E点后,种群数量达到K值,种群数量增长速率为0,C正确;当种群数量为K/2(C点)时,增长速率最大,不同时期种群的增长速率可能相同,D错误。
4.如图为某种群的出生率、死亡率数据。下列叙述正确的是( )
A.1900年,种群的年龄结构可能为稳定型
B.1910—1920年间,种群的增长方式属于“S”形增长
C.1950年,种群的个体数已达最小值
D.1950—1970年间,此种群个体数增加
解析:B 1900年,种群的出生率大于死亡率,种群的年龄结构可能是增长型,A错误;1910—1920年间,根据出生率与死亡率的差值先增大后减小,得出种群的增长方式属于“S”形增长,B正确;1970年,种群的个体数达到最小值,C错误;1950—1970年间,出生率小于死亡率,此种群个体数在减少,D错误。
5.请根据如图所示种群增长的坐标曲线图,回答下列有关问题。
(1)马缨丹是一种生活于热带地区的有毒植物,为达到观赏目的,人们把它引种到夏威夷,一段时间后,马缨丹大量繁殖,对夏威夷的畜牧业造成严重威胁,图中曲线Ⅰ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)符合马缨丹疯狂蔓延的趋势。
(2)自然界中种群增长曲线表现为图中的曲线Ⅱ。
(3)太湖蓝细菌事件使太湖的美丽形象大打折扣,若此图表示太湖蓝细菌增长曲线,当种群数量达到F点后,增长速率为0。
(4)若图中曲线Ⅱ表示某地老鼠种群数量变化,如果灭鼠时只采用杀死的办法,采取措施后老鼠的数量会很快恢复到原有的数量。因此,增大环境阻力,降低其环境容纳量,是防治的根本措施。
解析:(1)马缨丹引入夏威夷属于物种入侵,环境适宜,缺少天敌,马缨丹大量繁殖,所以会出现“J”形增长,对应曲线Ⅰ。(2)在自然环境中,资源和空间是有限的,所以种群数量应呈“S”形增长,对应曲线Ⅱ。(3)当达到K值时,种群的增长速率变为0,对应图中的F点。(4)要控制老鼠的种群数量则应增加老鼠的生存环境阻力,可从食物来源、生活场所、天敌等方面采取措施,使其环境容纳量降低。
一、概念梳理必记
1.建构数学模型的目的是描述、解释和预测种群数量的变化。
2.“J”形增长的条件:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌和竞争物种等。
3.“J”形增长的数学公式为Nt=N0λt,λ表示该种群数量是前一年种群数量的倍数。
4.“S”形增长曲线形成的原因:资源和空间有限→种群密度增大,种内竞争加剧→出生率降低,死亡率升高→死亡率与出生率相等时,种群数量稳定在一定的水平;“S”形增长存在K值。
5.同一种群的K值不是固定不变的,会受到环境因素的影响。当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
6.保护濒危生物的根本措施:改善生存环境,增大K值;控制有害生物的根本措施:增大环境阻力,减小K值。
二、长句表达必明
1.数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
2.“J”形增长曲线的增长特点是种群数量每年以一定的倍数增长,无限增长。
3.环境容纳量(K值)是指一定的环境条件所能维持的种群最大数量。
4.如图是对雪豹种群数量动态变化的部分调查结果,图中C点对应的种群数量最可能表示该动物种群的K值;该动物的种群数量小于A点对应的种群数量时,种群会逐步消亡,试分析出现该现象的可能原因:当一个种群的数量过少,遗传多样性过低会导致种群衰退(可能会由于近亲繁殖等而衰退、消亡)。
知识点一 建构种群增长模型的方法
1.数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。某同学在分析某种细菌(每20 min分裂一次)在营养和空间没有限制的情况下数量变化模型时,采取如下的模型建构程序和实验步骤,你认为建构的模型和对应的操作不合理的一组是( )
A.观察研究对象,提出问题:细菌每20 min分裂一次,怎样计算细菌繁殖n代后的数量
B.提出合理假设:资源和生存空间无限时,细菌种群的增长不会受种群密度增加的制约
C.根据实验数据,用适当的数学形式对事物的性质进行表达:Nn=2n
D.进一步实验或观察,对模型进行检验或修正:根据Nn=2n画出数学曲线图
解析:D 对模型进行检验或修正,需要观察、统计细菌数量。
2.调查发现某种一年生植物(当年播种、当年开花结果)的种群中存在下列情形:
①由于某种原因该植物中大约只有80%的种子能够发育成成熟植株 ②该植物平均每株可产生500粒种子 ③该植株为自花传粉植物
目前种子数量为a,则m年后该植物的种子数N可以表示为( )
A.500a×0.8m B.0.8a×500m
C.a×400m D.400am
解析:C 据题意可知,设初始数量为a,则该种群一年后种子的数量为a×80%×500,则两年后种子的数量为a×80%×500×80%×500=a×(80%×500)2,三年后种子的数量为a×80%×500×80%×500×80%×500=a×(80%×500)3,以此类推,m年后种子的数量为a×(80%×500)m=a×400m,C正确。
知识点二 种群的“J”形增长和“S”形增长
3.下列图中可表示种群在无环境阻力情况下增长的曲线是( )
解析:B 种群在无环境阻力情况下的增长是指在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有天敌等的情况下的增长。在这样的条件下,种群数量会呈“J”形曲线增长,B图所示的增长曲线属于此种情况。
4.(2025·福建宁德高二期末)如图表示某种鼠迁入新环境后,种群增长速率(平均值)随时间的变化。下列有关叙述正确的是( )
A.可用标记重捕法准确计算出该种鼠的种群密度
B.该种鼠在第9年达到此环境的环境容纳量
C.调查期内该种鼠在新环境中呈“S”形增长
D.第5年后该种鼠的年龄结构为衰退型,呈负增长
解析:C 用标记重捕法只能估算出该种鼠的种群密度,A错误;第9年时,种群数量增长速率不为0,说明此时还没有到达K值,B错误;该种群数量的增长速率先增加后减少,说明该种鼠种群数量呈“S”形增长,C正确;第5年到第9年,种群的增长率下降,但数值依然大于0,说明种群的数量仍在增加,D错误。
5.(2025·黑龙江牡丹江高二期末)自然条件下种群数量增长按照“S”形曲线模型增长,下列关于“S”形曲线的说法不正确的是( )
A.种群刚迁入时会有一个缓慢增长期
B.种群数量为K/2时种群增长速率最快
C.种群数量达到K值时,种群的年龄结构属于稳定型
D.种群呈“S”形曲线增长过程中,在达到K值之前就是“J”形增长
解析:D 自然条件下种群数量按照“S”形曲线模型增长,由于种群起始数量较少,需要有一个对环境的适应调整时期,所以,种群刚迁入时会有一个缓慢增长期,A正确;呈“S”形增长的种群在数量达到K/2时,种群增长速率最大,B正确;种群数量达到K值时会处于动态平衡,即增长速率为0,此时种群的年龄结构为稳定型,C正确;“J”形曲线是食物充足、无限空间、无天敌的理想条件下生物无限增长的情况,但自然界的资源和空间总是有限的,因此环境阻力一开始就存在,所以种群增长的“S”形曲线模型中,种群数量在达到K/2前也不是“J”形增长,D错误。
6.(2025·江苏淮安高二期末)如图表示种群数量增长曲线,下列叙述正确的是( )
A.曲线X的数学表达式为Nt=N0λt,其中λ是大于1的定值
B.曲线Y的bc段种群增长速率逐渐下降,年龄结构为衰退型
C.渔业生产中为保证持续高产一般在曲线Y所示的b点开始捕捞
D.自然状态下种群数量达到K值后将一直保持不变
解析:A 曲线X为“J”形曲线,其数学表达式为Nt=N0λt,其中λ是大于1的定值,A正确;曲线Y为“S”形曲线,bc段种群增长速率逐渐下降,但仍大于0,说明年龄结构为增长型,B错误;渔业生产中为保证持续高产一般在曲线Y所示的b点后捕捞,捕捞后让其处于b点,使渔业生产保持快速增长,C错误;自然状态下种群数量达到K值后可能保持动态平衡,若环境受到破坏,种群数量会下降,D错误。
7.(2025·河北唐山期中)环境容纳量是环境制约作用的具体体现。下列叙述错误的是( )
A.植食性动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以冬季最大
B.生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的
C.对某草原上的有害动物进行控制,应尽量降低其环境容纳量
D.人类科技的进步、生产力的提高可能改变人口环境容纳量
解析:A 植物夏季生长茂盛,植食性动物在自然环境条件下,一年四季的环境容纳量以夏季最大,A错误;环境容纳量受环境条件的限制,生活在某草原的东亚飞蝗不同年份的环境容纳量可能是相同的,B正确;对某草原上的有害动物进行控制,应尽量降低其环境容纳量,C正确;人类科技的进步、生产力的提高可提高资源的利用率,可能改变人口环境容纳量,D正确。
8.(2025·辽宁铁岭高二期末)如图表示种群增长速率曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.外来入侵物种加拿大一枝黄花的种群增长速率始终符合甲曲线
B.乙曲线b点对应的数量为某种群数量的K值,该值是固定不变的
C.某种群增长速率符合乙曲线,其雌雄比增大时,则a点可能出现在t1之前
D.为持续获得养殖螃蟹的最大捕捞量,应将捕捞后的螃蟹数量控制在乙曲线的b点
解析:C 加拿大一枝黄花入侵的最初阶段,因没有天敌及生存环境适宜,种群增长速率会很快,与甲曲线相符合,随着时间的推移,空间资源有限,会限制加拿大一枝黄花的生长,最终种群增长速率可能符合乙曲线,A错误;乙曲线对应的种群数量增长模型为“S”形,b点对应的数量为某种群数量的K值,K值即环境容纳量,并不是一个固定值,B错误;某种群增长速率符合乙曲线,其雌雄比增大时,雌性数量增多,出生率升高,可能有利于种群数量的增长,使其种群增长速率加快,其增长速率的峰值即a点可能出现在t1之前,C正确;为持续获得养殖螃蟹的最大捕捞量,应将捕捞后的螃蟹数量控制在乙曲线a点对应的数量,即维持在K/2值,此时种群数量恢复最快,D错误。
9.(2025·河南平顶山高二期末)生物研究小组在对某自然保护区内某物种的种群数量进行调查之后,又开展了连续四年的跟踪调查,计算其L值,L=(当年末种群个体数量-前一年末种群个体数量)/前一年末种群个体数量,结果如图所示。关于这四年前一年末种群个体数量调查期间种群数量变化的叙述,下列叙述正确的是( )
A.该种群的数量先减少后增加
B.第2年末种群的年龄结构为增长型
C.该调查研究中需要使用标记重捕法调查该种群的数量
D.该种群的数量增长方式是“S”形,第4年末种群数量达到K值
解析:B 当年末种群个体数量等于前一年末种群个体数量,L值为0,说明种群个体数量没有变化,当年末种群个体数量多于前一年末种群个体数量时,L值大于0且差值越大L值越大,图示曲线表示L值始终大于0,说明种群个体数量始终增长, A错误;由于该种群个体数量持续增长,所以该种群的年龄结构是增长型,B正确;如果是植物或活动范围较小的动物,可以选择样方法,C错误;该种群呈现持续数量增长的现象,第4年是否达到环境容纳量(K值)尚不可知,D错误。
10.(2025·河北石家庄期末)某地甲、乙两种生物种群数量与λ的对应关系如图所示,λ为一年后种群数量Nt+1 与当前种群数量Nt的比值。下列说法错误的是( )
A.种群数量小于N2时,增长率均随种群数量的增加而升高
B.当甲、乙种群数量均为N1时,一年后两者数量仍相等
C.当N2以后,乙种群数量下降较甲快
D.该环境中,甲种群的环境容纳量和乙种群的相等
解析:A 根据λ=(Nt+1)/Nt,λ>1,种群数量一直在增加,在N2之前,甲、乙种群数量一直在增大,增长率先增大后减小,A错误;曲线横坐标为种群数量,当甲、乙种群数量均为N1时,一年后(Nt+1)/Nt相等,因此甲、乙种群数量仍相等,B正确;当种群数量大于N2后,乙种群数量下降较甲快,C正确;由图可知,该环境中,甲种群和乙种群在种群数量处于N2时达到稳定状态,说明两种群的环境容纳量相等,D正确。
11.生物的种群数量会受到多种因素的影响。如图表示某种群的数量变化,A点时,由于某种因素的改变,环境容纳量由K1变化为K2,下列叙述正确的是( )
A.K值的大小取决于生物的种群数量
B.K值不是种群数量的最大值
C.A点可能是该种群受到病毒感染
D.K1是该种群的1/2 K值
解析:B 一定的环境条件所能维持的种群最大数量称为环境容纳量,又称K值,因此K值不是种群数量的最大值,改善栖息环境条件,从而提高环境容纳量,因此K值的大小取决于栖息环境条件,A错误,B正确;识图分析可知,A点时,由于某种因素的改变,环境容纳量由K1变化为K2,K值增加,可能是由于外界环境变得更加适宜,如增加营养、空间等,环境条件更加优良,C错误;K1和K2是该种群在不同环境条件下的K值,故K1不是该种群的1/2 K值,D错误。
12.(2025·天津静海高二期末)在濒危动物的保护方面,只有通过调查获知种群密度、出生率和死亡率、性别比例、年龄结构等特征,以及影响种群数量变化的因素,才能准确了解该种群的生存状态,预测种群的数量变化趋势,进而采取合理的保护对策。如图为关于某种群的数量变化曲线图,请据图回答下列问题。(图2纵坐标λ为当年种群数量与前一年种群数量的比值)。
(1)由图1可知,b点的含义是种群增长速率最大的点。
(2)若由图1指导渔业捕捞可知该鱼群最大日捕捞量(个体相对量)是50。
(3)请解释种群出现“S”形曲线可能的前提条件:资源和空间有限。
(4)图3表示某地区雪豹出生率和死亡率的比值变化(R=出生率/死亡率),b~c段时间该种群数量变化最可能是先增加后减少。如果在d时间,少量雪豹从其他地区迁入该地区,则该地区雪豹的K值基本不变(填“增大”“减小”或“基本不变”),原因是K值是由环境资源量决定的,与迁入率无关。
解析:(1)由图1可知,种群数量的最大值约为100,b点时种群数量为50,是种群数量的K/2,此时种群的增长速率最快,因此b点是种群增长速率最大的点。(2)由于K/2时种群的增长速率最快,因此根据图示可知,该鱼群最大日捕捞量(个体相对量)是100-50=50时可保证捕获后的数量为50,使种群的增长速率最快,有利于种群的恢复。(3)由于种群增长过程中存在环境阻力、资源和空间等有限,同时还会受到其他生物的制约,因此种群增长会形成“S”形曲线。(4)由图可知,b~c段R(出生率/死亡率)由大于1逐渐减小,然后小于1,R大于1时种群数量增加,R小于1时种群数量减少,因此b~c段时间该种群数量变化最可能是先增加后减少;由于K值是由环境资源量决定的,与迁入率无关,因此如果在d时间,少量雪豹从其他地区迁入该地区,则该地区雪豹的K值基本不变。
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